CN104412690B

CN104412690B - Wlan中同步的基于dcf的信道访问中的隐藏节点问题的解决

Info

Publication number: CN104412690B
Application number: CN201380034114.1A
Authority: CN
Inventors: S·乔杜里; C·高希; T·金; K·F·多普勒; E·托马拉
Original assignee: Nokia Technologies Oy
Current assignee: Nokia Technologies Oy
Priority date: 2012-06-27
Filing date: 2013-06-10
Publication date: 2018-09-28
Anticipated expiration: 2033-06-10
Also published as: US9019874B2; CA2876773A1; EP2868153B1; WO2014023873A1; US20140003414A1; CN104412690A; CA2876773C; EP2868153A1; HK1205850A1

Abstract

为了克服具有大量(MTC)设备的IEEE 802.11ah***中的隐藏节点的问题，将设备归组成分配有专用访问窗口的休眠群。这在访问信标中的具有群信息的TIM中被定义。对一个群的RAW受限访问窗口的实际访问限制在RAW中传输。本发明的实施例为由大量站组成的无线网络提供了信令机制。示例方法实施例包括：由无线终端设备从接入点接收第一消息，该第一消息包括指示多个受限访问窗口的信息，每个受限访问窗口被分配用于关联到接入点所管理的无线网络的终端设备的不同的群；由终端设备在多个受限访问窗口中的一受限访问窗口内从接入点接收第二消息，所述受限访问窗口被分配给终端设备是其成员的一群终端设备，所述第二消息包括指示通信信道为可用的信息；以及由终端设备基于第二消息确定：通信信道没有被关联到网络的终端设备中的隐藏设备占用。

Description

WLAN中同步的基于DCF的信道访问中的隐藏节点问题的解决

技术领域

本技术领域涉及无线通信，并且更特别地涉及用于由大量站组成的无线网络的信令机制。

背景技术

现代社会出于各种目的(诸如连接无线通信设备的用户与其他用户)已经采用并变得依赖于无线通信设备。无线通信设备可从电池供电的手持设备到利用电气网络作为电源的固定的家庭和/或商用设备变化。由于无线通信设备的迅速发展，已经出现了能够实现完全新类型的通信应用的许多领域。

蜂窝网络促进了较大地理区域范围内的通信。这些网络技术通常已经被按照代进行划分，从20世纪70年代后期到20世纪80年代初期的第一代(1G)提供基线语音通信的模拟蜂窝电话，到现代的数字蜂窝电话。GSM是欧洲900MHZ/1.8GHZ频带和美国850MHz、1.9GHZ频带中所广泛使用的2G数字蜂窝网络通信的示例。尽管诸如GSM的长距离通信网络是广泛接受的用于传输和接收数据的装置，但由于成本、流量和立法关注，这些网络可能并非对于所有数据应用而言都是适当的。

短距离通信技术提供避免大型蜂窝网络中出现的一些问题的通信解决方案。蓝牙^TM是快速获得市场接受的短距离无线技术的示例。除了蓝牙^TM以外，其它普遍的短距离通信技术包括蓝牙^TM低功率、IEEE 802.11无线局域网(WLAN)、无线USB(WUSB)、超宽带(UWB)、ZigBee(IEEE 802.15.4、IEEE 802.15.4a)、以及超高频射频识别(UHF RFID)技术。所有这些无线通信技术具有使其适合各种应用的特征和优势。

发明内容

公开了用于由大量站组成的无线网络的方法、装置和计算机程序产品实施例，其能够避免可发生在受限访问窗口的同步竞争时隙中的、与来自隐藏节点的无线传输的冲突。

本发明的示例实施例包括一种方法，其包括：

由无线终端设备从接入点设备接收第一消息，该第一消息包括指示多个受限访问窗口的信息，每个受限访问窗口被分配用于关联到接入点设备所管理的无线网络的无线终端设备的不同的群；

由无线终端设备在多个受限访问窗口中的一受限访问窗口内从接入点设备接收第二消息，所述受限访问窗口被分配给所述无线终端设备是其成员的一群无线终端设备，所述第二消息包括指示通信信道为可用的信息；以及

由无线终端设备基于第二消息确定：通信信道没有被关联到无线网络的无线终端设备中的隐藏设备占用。

本发明的示例实施例包括一种方法，其包括：

其中受限访问窗口包括多个时隙；

由无线终端设备接收所述第一消息中的业务指示图(traffic indication map)，该业务指示图包括无线终端设备是否具有在接入点中等待被访问的缓冲数据的指示；以及

由无线终端设备检测第二消息指示：受限访问窗口中的多个时隙中的一个时隙没有被关联到无线网络的无线终端设备中的隐藏设备占用。

本发明的示例实施例包括一种方法，其包括：

如果无线终端设备被指示为具有等待被访问的缓冲数据、并且多个时隙中的所述一个时隙被指示为没有被无线终端设备中的隐藏设备占用，则由无线终端设备与作为该无线终端设备的群的成员的其他无线终端设备竞争对多个时隙中的所述一个时隙的访问；以及

由无线终端设备在多个时隙中的所述一个时隙中将消息传输到接入点。

本发明的示例实施例包括一种方法，其包括：

其中第二消息是下述中的一个：在受限访问窗口内的多个时隙中的一时隙的开始部分中接收的清除发送帧；或者在受限访问窗口内的多个时隙中的一时隙内的一时刻处接收的确认帧；以及其中第一消息包括所述时隙被分配给无线终端设备的信息。

本发明的示例实施例包括一种方法，其包括：

其中第一消息是信标帧。

本发明的示例实施例包括一种方法，其包括：

其中第二消息是确认帧或清除发送帧中的至少一个，所述确认帧或清除发送帧包括多个时隙中的所述一个时隙的偏移。

本发明的示例实施例包括一种方法，其包括：

其中第二消息是确认帧或清除发送帧中的至少一个，所述确认帧或清除发送帧包括下述中的至少一个：竞争多个时隙中的所述一个时隙的无线设备的数目；或者多个时隙中的所述一个时隙的竞争窗口的值。

本发明的示例实施例包括一种方法，其包括：

由无线接入点设备传输第一消息，该第一消息包括指示多个受限访问窗口的信息，每个受限访问窗口被分配用于关联到接入点设备所管理的无线网络的无线终端设备的不同的群；

由无线接入点确定：通信信道没有被关联到无线网络的无线终端设备中的隐藏设备占用；以及

由无线接入点设备在多个受限访问窗口中的一受限访问窗口内传输第二消息，所述受限访问窗口被分配给所述无线终端设备是其成员的一群无线终端设备，所述第二消息包括指示通信信道为可用的信息。

本发明的示例实施例包括一种方法，其包括：

其中受限访问窗口包括多个时隙；

由无线接入点设备在第一消息中传输业务指示图，该业务指示图包括无线终端设备是否具有在接入点中等待被访问的缓冲数据的指示；以及

由无线接入点设备在多个时隙中的一个时隙中从无线终端设备接收消息。

本发明的示例实施例包括一种方法，其包括：

其中第二消息是下述中的一个：在受限访问窗口内的多个时隙中的一时隙的开始部分中传输的清除发送帧；或者在受限访问窗口内的多个时隙中的一时隙内的一时刻处传输的确认帧；以及其中第一消息包括所述时隙被分配给无线终端设备的信息。

本发明的示例实施例包括一种方法，其包括：

其中第一消息是信标帧。

本发明的示例实施例包括一种方法，其包括：

本发明的示例实施例包括一种装置，其包括：

至少一个处理器；

包括计算机程序代码的至少一个存储器；

至少一个存储器和计算机程序代码被配置成与至少一个处理器一起使装置至少：

从接入点设备接收第一消息，该第一消息包括指示多个受限访问窗口的信息，每个受限访问窗口被分配用于关联到接入点设备所管理的无线网络的无线终端设备的不同的群；

在多个受限访问窗口中的一受限访问窗口内从接入点设备接收第二消息，所述受限访问窗口被分配给所述装置是其成员的一群无线终端设备，所述第二消息包括指示通信信道为可用的信息；以及

基于第二消息确定：通信信道没有被关联到无线网络的无线终端设备中的隐藏设备占用。

本发明的示例实施例包括一种装置，其包括：

其中受限访问窗口包括多个时隙；

接收第一消息中的业务指示图，该业务指示图包括装置是否具有在接入点中等待被访问的缓冲数据的指示；以及

检测第二消息指示：受限访问窗口中的多个时隙中的一个时隙没有被关联到无线网络的无线终端设备中的隐藏设备占用。

本发明的示例实施例包括一种装置，其包括：

如果装置被指示为具有等待被访问的缓冲数据、并且多个时隙中的所述一个时隙被指示为没有被无线终端设备中的隐藏设备占用，则与作为所述装置的群的成员的其他无线终端设备竞争对多个时隙中的所述一个时隙的访问；以及

在多个时隙中的所述一个时隙中将消息传输到接入点。

本发明的示例实施例包括一种装置，其包括：

其中第一消息是信标帧。

本发明的示例实施例包括一种装置，其包括：

至少一个处理器；

包括计算机程序代码的至少一个存储器；

传输第一消息，该第一消息包括指示多个受限访问窗口的信息，每个受限访问窗口被分配用于关联到装置所管理的无线网络的无线终端设备的不同的群；

确定通信信道没有被关联到无线网络的无线终端设备中的隐藏设备占用；以及

在多个受限访问窗口中的一受限访问窗口内传输第二消息，所述受限访问窗口被分配给所述无线终端设备是其成员的一群无线终端设备，所述第二消息包括指示通信信道为可用的信息。

本发明的示例实施例包括一种装置，其包括：

其中受限访问窗口包括多个时隙；

在第一消息中传输业务指示图，该业务指示图包括无线终端设备是否具有在接入点中等待被访问的缓冲数据的指示；以及

在多个时隙中的一个时隙中从无线终端设备接收响应消息。

本发明的示例实施例包括一种装置，其包括：

其中第一消息是信标帧。

本发明的示例实施例包括一种装置，其包括：

本发明的示例实施例包括一种计算机程序产品，其包括记录在计算机可读非暂时性存储介质上的计算机可执行程序代码，所述计算机可执行程序代码包括：

用于由无线终端设备从接入点设备接收第一消息的代码，所述第一消息包括指示多个受限访问窗口的信息，每个受限访问窗口被分配用于关联到接入点设备所管理的无线网络的无线终端设备的不同的群；

用于由无线终端设备在多个受限访问窗口中的一受限访问窗口内从接入点设备接收第二消息的代码，所述受限访问窗口被分配给所述无线终端设备是其成员的一群无线终端设备，所述第二消息包括指示通信信道为可用的信息；以及

用于由无线终端设备基于第二消息确定通信信道没有被关联到无线网络的无线终端设备中的隐藏设备占用的代码。

作为结果而得到的示例实施例提供了用于由大量站组成的无线网络的信令机制，其能够避免可发生在受限访问窗口的同步竞争时隙中的、与来自隐藏节点的无线传输的冲突。

附图说明

图1A示出由大量站组成的示例无线网络的示图，其能够避免可能发生在受限访问窗口的同步竞争时隙中的与来自隐藏节点的无线传输的冲突。管理网络的无线接入点设备将信标帧下行传输到网络中的一组无线终端设备，其中信标帧包括指示多个受限访问窗口的群参数集，每个受限访问窗口被分配用于关联到无线网络的无线终端设备的不同的群。每个受限访问窗口可包括多个时隙，每个时隙充当通信信道。根据本发明的示例实施例，信标帧还包括业务指示图，该业务指示图包括无线终端设备是否具有在接入点中等待被访问的缓冲数据的指示。

图1B示出接收下行信标帧的群中的五个无线终端设备的示例，所述下行信标帧包括群参数集和业务指示图。根据本发明的示例实施例，业务指示图指示：例如，无线终端设备中的四个具有在接入点中等待被访问的缓冲数据，并且因此它们各自与群中的其他无线终端设备竞争访问例如由该群使用的受限访问窗口中的三个时隙。

图1C示出图1A的无线网络的示例示图，其中由四个无线终端设备中的已经赢得受限访问窗口中的时隙竞争的第一个无线终端设备将诸如省电轮询分组的响应消息上行传输到接入点。根据本发明的示例实施例，该示图还示出下行传输用于确认响应消息的接收的确认分组、以及两个清除发送分组的接入点。

图1D示出在由无线终端设备竞争由该群使用的受限访问窗口中的时隙期间，受限访问窗口的示例时序图。在该示例中，由第一无线终端设备上行传输的响应分组占用第一时隙、和第二时隙的一部分。由接入点下行传输的确认分组被示出为紧跟着第二时隙中的响应分组的结束。尽管第二无线终端设备在第二时隙的开始处唤醒，但由于介质忙碌，其并不传输数据。接入点确定第三时隙没有被来自隐藏节点的传输占用，并且根据本发明，接入点在第三时隙的开始处下行传输清除发送分组，以向竞争无线终端设备表示在第三时隙期间不存在正在传输的隐藏设备。无线终端设备然后彼此自由地竞争访问第三时隙，以上行传输它们的数据。在受限访问窗口中的每个空闲时隙的开始处，由接入点下行传输清除发送分组。

图1E示出清除发送分组的示例格式，所述清除发送分组由接入点在受限访问窗口中的每个空闲时隙的开始处下行传输，以向竞争无线终端设备表示：在第三时隙期间不存在正在传输的隐藏设备。在示例实施例中，根据本发明的示例实施例，清除发送帧可包括下述中的至少一个：多个时隙中的一个时隙的偏移，和竞争多个时隙中的所述一个时隙的无线设备的数目。在本发明的示例实施例中，清除发送帧可包括多个时隙中的所述一个时隙的竞争窗口值。在本发明的示例实施例中，可在受限访问窗口中的每个空闲时隙中，由接入点下行传输确认(ACK)帧，以向竞争无线终端设备表示：在第三时隙期间，不存在正在传输的隐藏设备。

图1F示出根据本发明的示例实施例的完整信标间隔的示例时序图，所述完整信标间隔包括用于上行省电轮询分组的三个受限访问窗口、下行分配分组、以及用于下行数据帧的三个受限访问窗口。

图2是示出根据本发明的示例实施例的示例无线终端设备的示例功能框图。

图3是根据本发明的示例实施例的图2的无线终端设备中的操作步骤的示例流程图。

图4是示出根据本发明的示例实施例的示例无线接入点设备的示例功能框图。

图5是根据本发明的示例实施例的图4的无线接入点设备中的操作步骤的示例流程图。

图6示出本发明的示例实施例，其中示出了根据本发明的至少一个实施例的基于磁、电子和/或光学技术的用于存储数据和/或计算机程序代码的作为示例计算机程序产品的可移除存储介质的示例，诸如磁盘、光盘、半导体存储电路设备以及微型SD存储卡(SD指的是安全数字标准)。

具体实施方式

本部分被组织为以下主题：

A.WLAN通信技术

B.解决同步的基于DCF的信道访问中的隐藏节点

A.WLAN通信技术

IEEE 802.11标准规定示例性无线局域网(WLAN)操作的方法和技术。示例包括IEEE 802.11b和802.11g无线局域网规范，其已经是用于2.4GHz ISM频带中的传统WLAN应用的常用技术。对于IEEE 802.11a、b、d、e、g、h、i、j协议，对IEEE 802.11标准的各种修正被合并到2007年6月的基本标准IEEE 802.11-2007,Wireless Medium Access Control (MAC)and Physical Layer(PHY)Specifications中(通过引用将其结合在本文中)。自那以来，新兴的宽带应用激励着为短距离通信开发非常高速的无线网络的兴趣，例如IEEE802.11n、计划中的IEEE 802.11ac以及计划中的IEEE 802.11ad WLAN规范，它们要在更高频带中提供非常高的吞吐量。这些IEEE 802.11标准的应用包括诸如消费者电子产品、电话、个人计算机以及用于家庭和办公室的接入点之类的产品。

根据示例实施例，无线局域网(WLAN)通常在非授权频带中操作。IEEE 802.11b和802.11g WLAN已经是用于2.4GHz ISM频带中的传统WLAN应用的常用技术，并且具有100米的标称范围。IEEE 802.11ah WLAN标准正被开发用于1GHz以下的操作，并且由于其较长的波长而将具有更大的范围和更低的障碍损耗(obstruction loss)。

根据示例实施例，可将IEEE 802.11 WLAN组织为独立基本服务集(IBSS)或基础设施基本服务集(BSS)。基础设施基本服务集(BSS)IEEE802.11 WLAN网络中的接入点(AP)可以是在基础设施BSS中的移动无线设备(STA)之间中继所有通信的中央枢纽(centralhub)。如果基础设施BSS中的STA希望将数据帧传送到第二STA，则通信可采取两跳。第一，始发STA可将帧传递到AP。第二，AP可将帧传递到第二STA。在基础设施BSS中，AP可传输信标或对从STA接收的探查(probe)作出响应。在可通过AP进行的STA的可能认证之后，可在AP和STA之间发生关联从而使数据业务能够与AP交换。基础设施BSS中的接入点(AP)可将业务桥接到BSS的外部从而桥接到分发网络上。作为BSS的成员的STA可与AP交换分组。

根据示例实施例，IEEE 802.11 WLAN可使用两种类型的传输：分布式协调功能(DCF)和点协调功能(PCF)。DCF采用能避免冲突的载波侦听多路访问(CSMA/CA)。所发送的分组可由接收方肯定地确认。传输可以以请求发送(RTS)开始，并且接收方可以利用清除发送(CTS)响应。由于听到CTS和CTS中的至少一个的所有STA可抑制它们自己的传输的开始，因此可通过这两个消息清除信道。由发送方发送的请求发送(RTS)分组以及由意图的接收方作为答复所发送的清除发送(CTS)分组可警告发送方或接收方的范围内的所有其他设备，以在主分组的持续时间内避免传输。

根据示例实施例，当传输多个数据分组时，每个数据分组可具有包含持续时间值的网络分配矢量(NAV)，以便在当前分组之后为发送方和接收方将该信道保留与NAV持续时间相等的间隔。网络分配矢量(NAV)是无论STA的物理载波侦听功能是否侦听到介质忙碌，STA都不会发起到无线介质上的传输的时间段的指示符，其可由每个STA维护。用于载波侦听的NAV的使用被称为虚拟载波侦听。接收到有效帧的STA可以利用新NAV值大于当前NAV值的所有帧(包括RTS和CTS分组以及数据分组)的持续时间字段中接收的信息来更新它们的NAV。NAV的值随时间的逝去而减小。一旦发送方和接收方已经保留了信道，它们可以将该信道保持NAV值的剩余持续时间。最后的确认分组(ACK)包含为零的NAV值，以释放信道。

根据示例实施例，在IEEE 802.11规范中定义了标准间隔时间，其在前一帧的最后一个符号的结束和下一个帧的第一符号的开始之间延迟站对介质的访问。短帧间间隔(SIFS)即帧间间隔中的最短者可允许确认(ACK)帧和清除发送(CTS)帧在其他帧之前访问介质。较长持续时间的分布式协调功能(DCF)帧间间隔(IFS)或DIFS间隔可用于传输数据帧和管理帧。

根据示例实施例，在已经释放信道之后，IEEE 802.11无线设备通常在SIFS间隔或DIFS间隔期间采用频谱侦听能力，以检测信道是否忙碌。可使用载波侦听方案，其中希望传输数据的节点必须首先监听信道预定量的时间以确定在无线范围内另一个节点是否正在信道上传输。如果信道被侦听为空闲的，那么可允许节点开始传输过程。如果信道被侦听为忙碌的，那么节点可将其传输延迟一段随机的时间(其被称为退避间隔)。在IEEE802.11网络中使用的DCF协议中，在侦听到对于DIFS间隔而言空闲的信道时，站可进入具有1到CWmin之间的随机值的退避阶段。退避计数器可从该选定值递减，只要信道被侦听为空闲的。

根据示例实施例，诸如二进制指数退避的算法可用于随机地延迟传输，以便避免冲突。可将传输延迟一定量的时间，该时间量是时隙时间和伪随机数的乘积。最初，每个发送方可随机地等待0或1个时隙时间。在检测到忙碌的信道后，发送方可随机地在0到3个时隙时间之间等待。在第二次检测到信道处于忙碌之后，发送方可随机地在0到7个时隙时间之间等待，等等。随着传输尝试的次数的增加，延迟的随机可能性的数目指数地增加。备选的退避算法是截断二进制指数退避，其中在特定次数的增加之后，传输超时达到上限并且此后不进行任何进一步的增加。

根据示例实施例，也可以在没有RTS-CTS信令的情况下直接开始数据传输，并且在该情况下，第一分组承载类似于RTS的信息，用于开始保护。

根据示例实施例，IEEE 802.11 WLAN还可被组织为独立基本服务集(IBSS)。独立基本服务集(IBSS)中的无线设备彼此直接通信，并且在IBSS中不存在接入点。WLAN自组织网络具有独立的配置，其中终端设备彼此直接通信，而不需要来自固定接入点的支持。WLAN自组织网络支持与Bluetooth^TM微微网类似的分布式活动。IEEE 802.11标准向无线设备提供与Bluetooth^TM查询和扫描特征类似的服务查询特征。

独立基本服务集(IBSS)具有BSS标识符(BSSID)，其是特定自组织网络的唯一标识符。其格式可与IEEE 48位地址的格式完全相同。在自组织网络中，BSSID可以是由发起自组织网络的设备随机产生的本地管理的个体地址。

同步是自组织网络中的设备彼此保持一致的过程，使得可靠的通信成为可能。MAC可提供允许支持利用跳频的物理层的同步机制，或者其中物理层的参数随时间改变的其他基于时间的机制。该过程可涉及发信标以宣布自组织网络的存在，以及查询以发现自组织网络。一旦发现了自组织网络，设备可加入自组织网络。该过程可完全分布在自组织网络中，并且可依赖于由定时器同步功能(TSF)提供的共同时基。TSF可维护以1MHz运行且通过来自其他设备的信息而被更新的64位定时器。当设备开始操作时，其可将定时器重置为零。可通过在信标帧中接收的信息更新定时器。

由于不存在AP，所以发起自组织网络的终端设备可通过将其TSF定时器重置为零并传输信标、选择信标周期而开始。这建立了该自组织网络的基本信标过程。在已经建立了自组织网络之后，自组织网络中的每个设备将在达到目标信标传输时间(TGTT)之后，尝试发送信标。为了使介质上传输的信标帧的实际冲突最小化，自组织网络中的每个设备可选择在其尝试传输其信标之前允许逝去的随机延迟值。

一旦设备已经执行了导致一个或多个自组织网络描述的查询，设备可选择加入自组织网络之一。加入过程可以是完全发生在终端设备内部的纯粹本地过程。可以不存在对外部世界作出的设备已经加入特定自组织网络的指示。加入自组织网络可要求所有终端设备的MAC和物理参数与期望的自组织网络同步。为此，设备可以利用来自自组织网络描述的定时器的值来更新其定时器，通过增加自从获取该描述以来过去的时间来修改。这将使定时器同步到自组织网络。可采用自组织网络的BSSID以及能力信息字段中的参数。一旦完成该过程，则终端设备已经加入自组织网络并且准备好开始与自组织网络中的设备通信。

终端设备可与接入点关联或向接入点注册，以获得对由接入点管理的网络的访问。关联允许接入点记录其网络中的每个终端设备，使得可适当地传递帧。在终端设备由接入点认证之后，其将关联请求发送到接入点。关联允许接入点记录每个终端设备，使得可适当地传递帧。关联请求是包含描述终端设备的信息(诸如终端设备的能力、监听间隔、SSID、支持速率、功率能力、QoS能力等等)的管理帧。接入点处理关联请求，并通过以关联响应帧回复来授予关联。关联响应帧是包含描述接入点的信息(诸如接入点的能力和支持速率)的管理帧。关联响应帧还包括关联ID(AID)，该关联ID由接入点分配以识别用于传递缓冲帧的终端设备。该AID字段是在关联期间由接入点分配的值，其表示终端设备的16位ID。AID字段的长度是两个八位字节(octet)，作为AID被分配的值在范围1-2007中，并且其被放置在AID字段的14个最低有效位(LSB)中，其中AID字段的两个最高有效位(MSB)各自被设置为“1”。

接入点可维护轮询列表以用于在其网络中选择有资格在非竞争时期期间接收非竞争轮询(contention free poll，CF-轮询)的终端设备。轮询列表被用于迫使对能够被轮询的非竞争终端设备进行轮询，无论接入点是否具有要传输到那些终端设备的未决业务(pending traffic)。

每当接入点需要轮询已经知道接入点所管理的网络内的它们各自的AID的一群终端设备，非竞争(CF)群轮询消息可由接入点发送，其具有表1中所示的以下帧结构：

表1：CF群轮询帧结构

在从接入点接收到非竞争(CF)群轮询消息之后，群中的具有要发送的数据的终端设备在等待短帧间间隔(SIFS)间隔之后将响应消息或确认(ACK)传输到接入点。

基础设施BSS中的接入点(AP)辅助那些移动无线设备(STA)尝试节省功率。传统的IEEE 802.11e无线LAN标准提供对手持及电池操作的STA中的低功率操作的支持，其被称为自动省电发送(APSD)。具有APSD能力且当前在省电模式中的STA将在从AP接收到预定信标时唤醒，以监听业务指示图(TIM)。如果通过TIM通知了等待被发送到STA的缓冲业务的存在，则STA将保持唤醒直至AP发送出所有数据。STA不需要将轮询信号发送到AP以取回数据，这是首字母缩略词APSD中术语“自动”的原因。

业务指示图(TIM)是在信标帧中传输的字段，其向关联的无线终端设备通知：接入点具有等待被传输给它们的缓冲数据。在无线终端设备在低功率状态中休眠时，接入点为它们缓冲数据帧。接入点在有规律的间隔即目标信标传输时间(TBTT)处传输信标。周期性传输的信标帧中的业务指示图(TIM)信息元素指示哪些无线终端设备具有等待在接入点中被访问的缓冲数据。通过与特定无线终端设备关联的关联标识符(AID)来识别缓冲数据的每个帧。AID被用于逻辑地识别缓冲的数据帧将被发送到的无线终端设备。业务指示图(TIM)包含位图，每个位与特定的关联标识符(AID)相关。当在接入点中缓冲了针对特定关联标识符(AID)的数据时，位为“1”。如果没有缓冲数据，则针对关联标识符(AID)的位是“0”。无线终端设备必须唤醒并监听周期信标帧以接收业务指示图(TIM)。通过检查TIM，无线终端设备可确定接入点是否具有等待该无线终端设备的缓冲数据。为了取回缓冲数据，无线终端设备可使用省电轮询(PS-轮询)帧。在传输PS-轮询帧之后，客户端移动台可保持唤醒直到其接收到缓冲数据，或者直到业务指示图(TIM)中的针对其关联标识符(AID)的位不再被设置为“1”(指示接入点已经丢弃了缓冲数据)。

APSD特征的两个变体是非调度自动省电发送(U-APSD)和调度自动省电发送(S-APSD)。在U-APSD中，接入点(AP)始终唤醒，并且因此处于省电模式的移动无线设备(STA)可在该STA唤醒时将触发帧发送到AP，以取回AP处的任何排入队列的数据。在S-APSD中，AP将调度(schedule)分配给STA，并且STA唤醒，将省电轮询分组发送到AP以便从AP取回任何排入队列的数据。在基础设施BSS网络中AP可以与相同STA或不同STA维护多个调度。由于AP从不处于休眠模式，因此AP将在基础设施BSS网络中与不同STA维护不同的传输调度时段，以便确保STA获得最大的功率节省。

由于其较长的波长，在1GHz以下操作的IEEE 802.11ah WLAN标准具有更大的范围和更低的障碍损耗。IEEE 802.11ah提供亚1GHz(sub-1GHz)范围中的无线LAN操作，其被认为适于传感器网络、机器对机器、蜂窝卸载以及智能电网应用。IEEE 802.11ah定义了三个使用实例类别：

使用实例1：传感器和计量仪表；

使用实例2：传感器和计量仪表数据回传；以及

使用实例3：扩展范围的Wi-Fi

IEEE 802.11ah的主要应用是传感器网络(例如在智能计量中)，其中可将每个传感器节点处的测量信息传输到接入点。在示例传感器应用中，数据分组大小可以是几百字节，传感器可具有低占空比，每几分钟传输数据，并且传感器设备的数目可以如与接入点通信的6000个设备那样大。

IEEE 802.11ah WLAN标准将关联到网络的无线终端设备组织为群。由接入点设备传输的关联响应帧指示群ID以及传统的关联ID(AID)字段，该关联ID字段将无线终端设备关联到接入点。可以按照服务质量(QoS)无线终端设备的群优先级的递减顺序对群ID标号。对于非QoS无线终端设备的情况，接入点可使其群ID标号基于所述非QoS无线终端设备各自的关联时间。以这种方式，接入点可确定哪些无线终端设备是哪个群的成员。基于来自新的请求无线终端设备的关联请求帧，接入点使用QoS参数或诸如接近度之类的非QoS参数来决定新的无线终端设备是哪个群的成员。然后接入点响应于关联请求消息，而将新的无线终端设备被分配到的群的相应群ID发送到该无线终端设备。关联响应帧指示群ID以及将无线终端设备关联到接入点的传统AID字段。

IEEE 802.11ah WLAN标准包括无线终端设备的同步分布式协调功能(DCF)上行信道访问。由接入点传输的关联响应帧定义受限访问时段，其被称为受限访问窗口(RAW)。每个受限访问窗口包括多个时隙，并且每个时隙被分配给在业务指示图(TIM)中被寻呼的无线终端设备。可通过在上行受限访问窗口中的时隙中传输分组来促进上行数据传输，诸如PS-轮询操作。可通过在下行受限访问窗口中传输数据分组来促进下行数据传输。上行信道访问的示例程序可包括：

-当对信标进行解码的已唤醒的无线终端设备的业务指示图(TIM)位被设置为一时，其发送PS-轮询分组；

-无线终端设备可基于其AID位在业务指示图(TIM)中的位置，确定其在上行受限访问窗口中的信道时隙；

-无线终端设备可与相同群中的其他无线终端设备竞争对时隙的访问；

-在解析来自无线终端设备的PS-轮询之后，接入点广播位于上行受限访问窗口之后且位于下行受限访问窗口之前的下行分配分组，其包括块ACK、下行受限访问窗口的持续时间、和/或为无线终端设备分配的下行时隙。

接入点在其传输的信标帧中包括群参数集信息元素以向群内的无线终端设备通知：[1]它们在竞争介质之前可休眠的间隔；以及[2]它们的介质访问持续时间。群参数集元素可包括：[1]群ID；[2]禁止间隔；以及[3]组间隔结束时间。如名称所暗示的，群间隔结束时间指定跟随在信标开始之后的瞬间，其中上行受限访问窗口在该瞬间处终止，这适用于相关群中的所有无线终端设备。禁止间隔指定从群的结束时间到其下一个开始时间的间隔，其中在该下一个开始时间处，群的成员被允许竞争无线电介质。信标帧中的群参数集信息元素使接入点能够在一个信标帧中将给定无线终端设备放置在一个群中，并在下一个连续信标帧中将该无线终端设备移动到另一个群。

B.解决同步的基于DCF的信道访问中的隐藏节点

在传感器网络和智能电网应用中，大量固定以及移动的无线终端设备将需要与接入点设备通信。在IEEE 802.11ah网络的情况下，设想具有由接入点(AP)服务的6000个无线终端设备(STA)的Wi-Fi网络。客户端设备可在电池功率上操作，并且必须在被短持续时间的通信会话不时打断的长时间的不活动期间节省它们的功率。

通常，接入点将轮询消息或探查信号传输到一个群，该群由接入点所管理的网络中的预定义数目的无线终端设备或STA组成。该轮询消息的基本想法是询问群中的无线客户端设备是否具有要传输到接入点的分组。在网络中所有群的范围内顺序地执行该轮询消息。基于所接收的轮询消息，该群中的无线终端设备以响应消息或确认(ACK)作出响应。响应消息可向接入点提供关于业务类别的信息，包括被轮询的群中的无线终端设备要求的数据业务分配的量的粗略估计。

在具有需要响应于来自接入点的轮询消息的、固定和移动的大量无线终端设备的网络中，当以基本上相同的间隔传输许多响应消息时，可能会发生高业务量的突发，从而由于当客户端设备竞争对无线介质的访问以传输它们的响应时的冲突而导致显著的延迟。

根据本发明的示例实施例，由大量站组成的无线网络能够避免可能发生在受限访问窗口的同步竞争时隙中的、与来自隐藏节点的无线传输的冲突。管理网络的无线接入点设备将信标帧下行传输到网络中的一群无线终端设备，所述信标帧包括指示多个受限访问窗口的群参数集，每个受限访问窗口被分配用于关联到无线网络的无线终端设备的不同的群。每个受限访问窗口可包括多个时隙，每个时隙充当通信信道。信标帧还包括业务指示图，该业务指示图包括无线终端设备是否具有等待在接入点中被访问的缓冲数据的指示。

根据本发明的示例实施例，群中的多个无线终端设备可接收下行信标帧，该下行信标帧包括群参数集和业务指示图。业务指示图指示群中的无线终端设备的子集具有等待在接入点中被访问的缓冲数据，并且因此它们各自与群中的其他无线终端设备竞争对该群所使用的受限访问窗口中的有限数目的时隙的访问。

根据本发明的示例实施例，可由无线终端设备的子集中的已经赢得受限访问窗口中的时隙的竞争的第一个无线终端设备将诸如省电轮询分组的响应消息上行传输到接入点。接入点可下行传输用于确认响应消息接收的确认分组、以及一个或多个清除发送分组。

根据本发明的示例实施例，由第一无线终端设备上行传输的响应分组可占用第一时隙、以及一部分第二时隙。由接入点下行传输的确认分组可在第二时隙中立即跟随响应分组的结束。尽管第二无线终端设备可在第二时隙的开始处唤醒，但是由于介质忙碌，其不传输数据。接入点可确定第三时隙没有被来自隐藏节点的传输占用，并且根据本发明，接入点在第三时隙的开始处下行传输清除发送分组，以向竞争无线终端设备表示：在第三时隙期间不存在正在传输的隐藏设备。无线终端设备然后可彼此自由地竞争对第三时隙的访问，以上行传输它们的数据。根据本发明的示例实施例，可在受限访问窗口中的每个空闲时隙的开始处，由接入点下行传输清除发送分组。

图1A示出由大量站组成的示例无线网络的示图，其能够避免可发生在受限访问窗口的同步竞争时隙中的、与来自隐藏节点的无线传输的冲突。例如，无线网络70被示出为执行同步的基于DCF的上行信道访问。管理网络70的无线接入点设备50将包括群参数集106的信标帧125下行传输至网络70中的无线终端设备100a、100b和100c的群即群1，所述群参数集106指示图1B中所示的多个受限访问窗口RAW1、RAW2和RAW3。每个受限访问窗口RAW1、RAW2和RAW3被分配用于各自的群，即关联到无线网络70的无线终端设备的群1、群2和群3。每个受限访问窗口可包括多个时隙，每个时隙充当通信信道。例如，群1中的无线终端设备被分配给受限访问窗口RAW1的时隙即时隙1、时隙2和时隙3。根据本发明的示例实施例，信标帧125还包括业务指示图104，该业务指示图104包括例如无线终端设备100a是否具有在接入点50中等待被访问的缓冲数据的指示。

群1中的无线终端设备100a、100b和100c中的每一个具有各自的关联ID(AID)150。例如，AID 150的最高有效八位(MSB)“11111100”可标识群1。例如，AID 150的最低有效六位(LSB)可标识群1中的各个无线终端设备100a、100b和100c。群2包括无线终端设备100’a、100’b和100’c，并且群2的AID的八位最高有效位(MSB)是“11111101”。群3包括无线终端设备100”a、100”b和100”c，并且群3的AID的八位最高有效位(MSB)是“11111110”。AID 150的MSB中的八位可表示无线终端设备的高达256个群。在本文的讨论中，各个无线终端设备的附图标记(例如100a、100b或100c)可被替换为表示各个AID值，以便于在本文讨论本发明的实施例。

根据本发明的示例实施例，无线终端设备100a可以是传感器设备或智能电网中的节点。无线终端设备100a和接入点设备50可以是根据IEEE802.11ah通信协议操作的设备。接入点设备50可连接到有线基础设施60。

图1B示出接收包括群参数集106和业务指示图104的下行信标帧125的群(即群1)中的五个无线终端设备100a、100b、100c、100d和100e的示例。根据本发明的示例实施例，业务指示图104指示：例如，无线终端设备中的四个即100a、100b、100c和100d具有在接入点50中等待被访问的缓冲数据，并且因此它们各自与群中的其他无线终端设备竞争对例如群1所使用的受限访问窗口RAW1的三个时隙即时隙1、时隙2和时隙3的访问。

群参数集106向群1中的无线终端设备100a、100b、100c、100d和100e通知：[1]它们在竞争介质之前可休眠的间隔；以及[2]它们的介质访问持续时间。群参数集106可包括：[1]群ID；[2]禁止间隔PI1；以及[3]群1的群间隔结束时间ET1。群间隔结束时间ET1指定跟随在信标125的开始之后的瞬间，其中上行受限访问窗口RAW1在该瞬间处终止，这适用于群1中的所有无线终端设备100a、100b、100c、100d和100e。禁止间隔PI1指定从群的结束时间ET1到该群在RAW1的下一次发生的开始处的下一个开始时间的间隔，在所述下一个开始时间处，群1的成员被允许竞争无线电介质。

对于群1的无线终端设备100a、100b、100c、100d和100e示出TIM图104。对每个设备示出AID和TIM位。在该示例中，无线终端设备100a、100b、100c和100d具有为“1”的TIM位，其指示它们具有在接入点50中可用的缓冲数据。无线终端设备100e具有为“0”的TIM位，其指示无线终端设备100e不具有在接入点50中可用的缓冲数据。由无线终端设备100a、100b、100c、100d和100e接收信标125中的TIM图104，如在105处所示。

群参数集106包括群1、群2和群3的参数，这些参数包括各个禁止间隔PI1、PI2和PI3以及各个群间隔结束时间ET1、ET2和ET3。由无线终端设备100a、100b、100c、100d和100e接收信标125中的群参数集106中的针对群1的禁止间隔PI1和群间隔结束时间ET1，如在107处所示。

在本发明的示例实施例中，无线终端设备100a可基于其AID位在TIM104中的位置，确定其在RAW1中的信道访问时隙即时隙1。在本发明的示例实施例中，RAW1中的信道访问时隙即时隙1可基于值[(AID位位置)Modulo(时隙数目)]。例如，如果存在竞争三个时隙即时隙1、时隙2和时隙3的四个终端设备100a、100b、100c和100d，那么第一设备100a和第四设备100d可竞争相同的信道访问时隙即时隙1。

在本发明的示例实施例中，受限访问窗口RAW1中的多个时隙即时隙1、时隙2和时隙3中的时隙即时隙1可被分配给单个终端100a。在该情况下，该终端不需要实际地进行竞争，而仅需要例如使用CSMA/CA来侦听信道为空闲的。

图1C示出图1A的无线网络的示例示图，其中由四个无线终端设备100a、100b、100c和100d中的已经赢得受限访问窗口RAW1中的时隙即时隙1的竞争的第一个设备100a将诸如省电轮询分组的响应消息145a上行传输到接入点50。该图还示出根据本发明的示例实施例，接入点50下行传输用于确认响应消息145a的接收的确认分组146a、以及两个清除发送分组CTS3160和CTS4160’。

图1D示出在无线终端设备100a、100b、100c和100d竞争群1所使用的受限访问窗口RAW1中的时隙即时隙1、时隙2和时隙3期间，受限访问窗口RAW1的示例时序图。在该示例中，响应分组145a(诸如数据帧或省电轮询帧)由第一无线终端设备100a上行传输，并且占用第一时隙即时隙1和一部分第二时隙(即时隙2)。在IEEE 802.11ah标准中，站可在时隙边界处(例如在时隙边界112、113、115或116处)开始竞争时间。该标准允许跨过(例如113处的)时隙边界到随后的时隙中，以使无线终端设备能够在一个访问中完成其传输。例如，无线终端设备100a可跨过时隙边界113到时隙2中，以便完成其对介质的访问。在无线终端设备100a对于无线终端设备100b而言被隐藏的情况下，那么无线终端设备100b将不能侦听到忙碌的介质并且可在时隙2的开始处启动传输，从而导致冲突。

由接入点50下行传输的确认分组146a被示出为在第二时隙即时隙2中紧跟着响应分组145a的结束。尽管第二无线终端设备100b在第二时隙即时隙2的开始113处唤醒，但是由于介质忙碌，其不传输数据。在本发明的示例实施例中，无线设备可基于偏移或竞争的无线设备数目或竞争窗口值的指示，在第二时隙中刚好在接收ACK分组后竞争介质。接入点50确定第三时隙即时隙3没有被来自隐藏节点的传输占用，并且根据本发明，其在第三时隙即时隙3的开始处下行传输清除发送分组CTS3160，以向竞争无线终端设备100a、100b、100c和100d表示：在第三时隙即时隙3期间不存在正在传输的隐藏设备。无线终端设备100a、100b、100c和100d然后彼此自由地竞争对第三时隙即时隙3的访问，以上行传输它们的数据。在本发明的示例实施例中，设备可以利用ACK字段中所指定的“偏移”、“竞争的无线设备数目”或“访问窗口值”的指示，在ACK帧的结束处开始竞争。

根据本发明的示例实施例，可在受限访问窗口RAW1中的每个空闲时隙的开始处由接入点50下行传输清除发送分组。

在本发明的示例实施例中，无线终端设备在目标信标传输时间(TBTT)处唤醒，并监听指示每个受限访问窗口(RAW)的时隙持续时间的信标帧；每个RAW的时隙持续时间可以不同。无线终端设备确定由接入点分配的其信道访问时隙。无线终端设备可在其信道访问时隙之前休眠。无线终端设备等待以开始访问信道，直到在空闲时隙的开始处由接入点50下行传输了清除发送分组，以表示在该时隙期间不存在正在传输的隐藏设备。无线终端设备可使用定义优先级的级别的访问类别(AC)，基于增强型分布式信道访问(EDCA)来访问信道。接入点可指示对信道的非竞争访问是否可用于传输机会(TXOP)时段。

在本发明的示例实施例中，CTS3160的功能可由特定确认ACK分组替代，所述特定确认ACK分组包括下述中的至少一个：多个时隙中的一个时隙的偏移，以及竞争多个时隙中的所述一个时隙的无线设备的数目。无线终端设备等待以开始访问信道，直到在空闲时隙的开始处由接入点50下行传输了所述特定ACK分组，以表示：在该时隙期间不存在正在传输的隐藏设备。

图1E示出清除发送分组或帧CTS3160的示例格式，所述清除发送分组或帧CTS3160可在受限访问窗口RAW1中的每个空闲时隙的开始处由接入点50下行传输，以向竞争无线终端设备100a、100b、100c和100d表示：在第三时隙即时隙3期间，不存在正在传输的隐藏设备。在示例实施例中，根据本发明的示例实施例，清除发送帧CTS3160可包括下述中的至少一个：多个时隙中的一个时隙的偏移，以及竞争多个时隙中的所述一个时隙的无线设备的数目。在本发明的示例实施例中，清除发送帧可包括多个时隙中的所述一个时隙的竞争窗口值。

在本发明的示例实施例中，短CTS的信令字段可具有帧结构，该帧结构包括：

·短CTS指示

o 使用与短ACK指示不同的保留的MCS值

·CTS ID

·带宽

o 指示接收器侧的可用带宽

·持续时间

o 如果时间单元＝40us，则10位可指示40.96ms

·尾部

·其他子字段

·CRC—4位

图1E的帧结构还可应用于ACK帧146a。在本发明的示例实施例中，可在受限访问窗口RAW1中的每个空闲时隙期间由接入点50下行传输ACK分组或帧146a，以向竞争无线终端设备100a、100b、100c和100d表示：在第三时隙即时隙3期间，不存在正在传输的隐藏设备。可以不在时隙的开始处传输ACK帧146a；可以在时隙的开始处仅传输CTS帧。在示例实施例中，根据本发明的示例实施例，ACK帧146a可包括下述中的至少一个：多个时隙中的一个时隙的偏移，和竞争多个时隙中的所述一个时隙的无线设备的数目。在本发明的示例实施例中，ACK帧146a可包括多个时隙中的所述一个时隙的竞争窗口值。

ACK帧146a与CTS帧160相似，其指示竞争的无线设备数目或偏移或竞争窗口值。服务于相似目的的确认ACK 146a帧在受限访问窗口的时隙内的某个时刻由接入点传输。可以不在时隙的开始处传输ACK帧146a；可以在时隙的开始处仅传输CTS帧160。在示例实施例中，可压缩或删除一些字段中的信息以便符合位限制。

在本发明的示例实施例中，某些字段可被添加到ACK和CTS帧中：

(i)时隙偏移的使用—指示信标中用于信道访问的分配是否仍有效、或者所有无线终端设备是否应使用新的分配。例如，偏移0指示信标中的分配是有效的。如果偏移为+y，则其暗示：最初被允许在时隙“x”中竞争的站现在应在时隙‘x+偏移’＝‘x+y’中竞争，即对于偏移1，最初应在时隙2中访问的无线终端设备2应在时隙3中访问。以这种方式，维持上行信道访问竞争。可在CTS和/或ACK帧(普通的或短的)中指示偏移值。

(ii)可替换地，可指示未决站(pending station)的数目，所述未决站尝试在给定时隙和/或针对该特定时隙的竞争窗口尺寸中访问信道。

在本发明的示例实施例中，可在ACK和CTS消息中添加某些字段。如果不能维持信标中的信道分配，则可包括字段以便使介质重新同步。所述字段可包括下述：

a.时隙偏移计数器，其修改一群站的信道访问时间；

b.具有错失的分配时隙并等待上行信道访问的未决站的数目；和/或

c.未决站的最小竞争窗口尺寸。

图1F示出根据本发明的示例实施例，从信标125到下一个信标125’的完整信标间隔的示例时序图，所述完整信标间隔包括：用于三个相应的群即群1、群2和群3中的无线终端设备所传输的上行省电轮询分组的三个受限访问窗口RAW1、RAW2和RAW3，下行分配分组120，以及用于被传输到三个相应的群即群1、群2和群3中的无线终端设备的下行数据帧的三个受限访问窗口RAW4、RAW5和RAW6。

在本发明的示例实施例中，用于信道访问的程序可包括：

-已唤醒的无线终端设备100a对信标125解码，并且当其在TIM 104中的TIM位被设置为“1”时发送PS-轮询分组145a；

-无线终端设备100a可基于其AID位在TIM 104中的位置，来确定其在RAW1中的信道访问时隙即时隙1。

-在解析从无线终端设备接收的PA-轮询分组之后，接入点50在第一下行RAW4之前广播下行分配分组120，其包括块ACK、下行RAW4、RAW5和RAW6的持续时间、和/或为无线终端设备100a、100b、100c和100d分配的下行时隙。

图2是示出根据本发明的示例实施例的示例无线终端设备100a的示例功能框图。该示例无线终端设备100a可包括处理器134，该处理器134可包括双核或多核中央处理单元CPU_1和CPU_2、RAM存储器、ROM存储器以及用于小键盘、显示器和其他输入/输出设备的接口。示例无线终端设备100a可包括协议栈，该协议栈包括收发机128以及可基于例如IEEE802.11ah WLAN标准的IEEE 802.11 MAC 142。协议栈还可包括网络层140、传输层138和应用程序136。

在示例实施例中，图2中的接口电路可与一个或多个无线电收发机、电池和其他电源、小键盘、触摸屏、显示器、麦克风、扬声器、耳机、摄像头或其他成像设备等进行接口连接。RAM和ROM可以是可移除存储器设备126，诸如智能卡、SIM、WIM、以及半导体存储器(诸如RAM、ROM、PROMS、闪存设备等)。处理器协议栈层和/或应用程序可被实施为以编程指令序列的形式存储在RAM和/或ROM中的程序逻辑，所述编程指令序列在CPU中被执行时执行示例实施例的功能。程序逻辑可以从诸如驻留存储器设备、智能卡或其他可移除存储器设备之类的计算机可用介质的形式的计算机程序产品或制造品被递送到可写入RAM、PROMS、闪存设备等。可替换地，它们可以被实施为编程逻辑阵列或定制设计的专用集成电路(ASIC)形式的集成电路逻辑。设备中的一个或多个无线电装置可以是分离的收发机电路，或者可替换地，一个或多个无线电装置可以是单个RF模块，其能够响应于处理器而以高速、时间和频率多路复用的方式处理一个或多个信道。根据本发明的至少一个实施例，如图6所示，可移除存储介质126的示例可基于磁、电子和/或光学技术，诸如磁盘、光盘、半导体存储器电路设备和微型SD存储器卡(SD是指安全数字标准)，以用于将数据和/或计算机程序代码存储为示例计算机程序产品。

图3是根据本发明的示例实施例的图2的无线终端设备100a中的操作步骤的示例流程图200。图3的流程图200的步骤可表示存储在无线终端设备100的RAM和/或ROM存储器中的计算机代码指令，当由中央处理单元(CPU)执行时，所述计算机代码指令执行本发明的示例实施例的功能。所述步骤可以以不同于图示顺序的另一种顺序执行，并且单独的步骤可以被组合或划分成组分步骤。

步骤202：由无线终端设备从接入点设备接收第一消息，该第一消息包括指示多个受限访问窗口的信息，每个受限访问窗口被分配用于关联到接入点设备所管理的无线网络的无线终端设备的不同的群；

步骤204：由无线终端设备在多个受限访问窗口中的一个受限访问窗口内从接入点设备接收第二消息，所述一个受限访问窗口被分配给无线终端设备是其成员的一群无线终端设备，所述第二消息包括指示通信信道为可用的信息；以及

步骤206：由无线终端设备基于第二消息确定：通信信道没有被关联到无线网络的无线终端设备中的隐藏设备占用。

图4是示出根据本发明的示例实施例的示例无线接入点设备50的示例功能框图。示例无线接入点设备50可包括处理器134”，该处理器134”可包括双核或多核中央处理单元CPU_1和CPU_2、RAM存储器、ROM存储器以及用于小键盘、显示器和其他输入/输出设备的接口。该示例无线接入点设备50可包括协议栈，该协议栈包括收发机128”以及可基于例如IEEE 802.11ah WLAN标准的IEEE 802.11ah MAC 142”。协议栈还可包括网络层140”、传输层138”和应用程序136”。

在示例实施例中，图4中的接口电路可与一个或多个无线电收发机、电池和其他电源、小键盘、触摸屏、显示器、麦克风、扬声器、耳机、摄像头或其他成像设备等进行接口连接。RAM和ROM可以是可移除存储器设备126”，诸如智能卡、SIM、WIM、以及半导体存储器(诸如RAM、ROM、PROMS、闪存设备等)。处理器协议栈层和/或应用程序可被实施为以编程指令序列的形式存储在RAM和/或ROM中的程序逻辑，所述编程指令序列在CPU中被执行时执行示例实施例的功能。程序逻辑可以从诸如驻留存储器设备、智能卡或其他可移除存储器设备之类的计算机可用介质形式的计算机程序产品或制造品被递送到可写入RAM、PROMS、闪存设备等。可替换地，它们可以被实施为编程逻辑阵列或定制设计的专用集成电路(ASIC)形式的集成电路逻辑。设备中的一个或多个无线电装置可以是分离的收发机电路，或者可替换地，一个或多个无线电装置可以是单个RF模块，其能够响应于处理器而以高速、时间和频率多路复用的方式处理一个或多个信道。根据本发明的至少一个实施例，如图6所示，可移除存储介质126”的示例可基于磁、电子和/或光学技术，诸如磁盘、光盘、半导体存储器电路设备和微型SD存储器卡(SD是指安全数字标准)，以用于将数据和/或计算机程序代码存储为示例计算机程序产品。

图5是根据本发明的示例实施例的图4的无线接入点设备50中的操作步骤的示例流程图300。图5的流程图300的步骤可表示存储在RAM和/或ROM存储器中的计算机代码指令，当由中央处理单元(CPU)执行时，所述计算机代码指令执行本发明的示例实施例的功能。所述步骤可以以不同于图示顺序的另一种顺序执行，并且单独的步骤可以被组合或划分成组分步骤。

步骤302：由无线接入点设备传输第一消息，该第一消息包括指示多个受限访问窗口的信息，每个受限访问窗口被分配用于关联到接入点设备所管理的无线网络的无线终端设备的不同的群；

步骤304：由无线接入点确定：通信信道没有被关联到无线网络的无线终端设备中的隐藏设备占用；以及

步骤306：由无线接入点设备在多个受限访问窗口中的一个受限访问窗口内传输第二消息，所述一个受限访问窗口被分配给无线终端设备是其成员的一群无线终端设备，所述第二消息包括指示通信信道为可用的信息。

图6示出本发明的示例实施例，其中示出了根据本发明的至少一个实施例的基于磁、电子和/或光学技术的用于存储数据和/或计算机程序代码的作为示例计算机程序产品的可移除存储介质126和126”的示例，诸如磁盘、光盘、半导体存储电路设备以及微型SD存储卡(SD指的是安全数字标准)。

在本发明的示例实施例中，无线网络可包括其他传感器型网络和/或具有大量受支持的站/装置的其他网络。这样的网络的示例包括：例如，蜂窝***，诸如全球移动通信***(GSM)、宽带码分多址(W-CDMA)、高速分组接入(HSPA)、长期演进(LTE)、LTE高级版(LTE-A)、国际移动电信高级版(IMT-A)、CDMA、无线城域网络(WMAN)和宽带无线接入(BWA)(LMDS、WiMAX、AIDAAS和HiperMAN)等类似网络，以及短距离网络，诸如蓝牙、ZigBee、IEEE 802.11、数字增强无绳电信(DECT)、HiperLAN、无线射频识别(RFID)、无线USB、DSRC(专用短距离通信)、近场通信、无线传感器网络、EnOcean；TransferJet、超宽带(WiMedia联盟的UWB)、WLAN、WiFi和HiperLAN。

根据本发明的示例实施例，无线终端设备100可以是例如微型设备，诸如钥匙坠(key fob)、智能卡、珠宝等等。无线终端设备100可以是例如较大的设备，诸如蜂窝电话、智能电话、翻盖式移动电话、PDA、图形板(graphic pad)，或者甚至更大的设备，诸如膝上型计算机、汽车等等。

在本发明的示例实施例中，装置包括：

用于由无线终端设备从接入点设备接收第一消息的装置，该第一消息包括指示多个受限访问窗口的信息，每个受限访问窗口被分配用于关联到接入点设备所管理的无线网络的无线终端设备的不同的群；

用于由无线终端设备在多个受限访问窗口中的一个受限访问窗口内从接入点设备接收第二消息的装置，所述一个受限访问窗口被分配给无线终端设备是其成员的一群无线终端设备，所述第二消息包括指示通信信道为可用的信息；以及

用于由无线终端设备基于第二消息确定通信信道没有被关联到无线网络的无线终端设备中的隐藏设备占用的装置。

在本发明的示例实施例中，装置包括：

用于由无线接入点设备传输第一消息的装置，该第一消息包括指示多个受限访问窗口的信息，每个受限访问窗口被分配用于关联到接入点设备所管理的无线网络的无线终端设备的不同的群；

用于由无线接入点确定通信信道没有被关联到无线网络的无线终端设备中的隐藏设备占用的装置；以及

用于由无线接入点设备在多个受限访问窗口中的一个受限访问窗口内传输第二消息的装置，所述一个受限访问窗口被分配给无线终端设备是其成员的一群无线终端设备，所述第二消息包括指示通信信道为可用的信息。

使用本文所提供的描述，各实施例可以通过使用标准编程和/或工程技术以产生编程软件、固件、硬件或其任何组合，而被实现为机器、过程或制造品。

具有计算机可读程序代码的任何所得的程序可被体现在一个或多个计算机可用介质上，诸如驻留存储器设备、智能卡或其他可移除存储器设备或传输设备，从而产生根据实施例的计算机程序产品或制造品。如此，本文所使用的术语“制造品”和“计算机程序产品”旨在包括永久或暂时地存在于任何计算机可用非短暂介质上的计算机程序。

如上所指出，存储器/存储设备包括但不限于磁盘、光盘，诸如智能卡、SIM、WIM的可移除存储器设备、以及诸如RAM、ROM、PROMS的半导体存储器等。传输介质包括但不限于经由无线通信网络、因特网、内联网、手机/基于调制解调器的网络通信、硬线/电缆通信网络、卫星通信以及其他固定或移动网络***/通信链路的传输。

尽管已经公开了本发明的特定示例实施例，但本领域技术人员应当理解的是，可在不脱离本发明的精神和范围的情况下，对特定的示例实施例作出改变。

Claims

1.一种用于无线通信的方法，包括：

由无线终端设备从接入点设备接收第一消息，所述第一消息包括指示多个受限访问窗口的信息，每个受限访问窗口被分配用于关联到所述接入点设备所管理的无线网络的无线终端设备的不同的群；

由所述无线终端设备在所述多个受限访问窗口中的一受限访问窗口内从所述接入点设备接收第二消息，所述受限访问窗口被分配给所述无线终端设备是其成员的一群无线终端设备，所述第二消息包括指示通信信道为可用的信息；以及

由所述无线终端设备基于所述第二消息确定：所述通信信道没有被关联到所述无线网络的无线终端设备中的隐藏设备占用。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述受限访问窗口包括多个时隙；

由所述无线终端设备接收所述第一消息中的业务指示图，所述业务指示图包括所述无线终端设备是否具有在所述接入点中等待被访问的缓冲数据的指示；以及

由所述无线终端设备检测所述第二消息指示：所述受限访问窗口中的所述多个时隙中的一个时隙没有被关联到所述无线网络的无线终端设备中的隐藏设备占用。

3.如权利要求2所述的方法，还包括：

如果所述无线终端设备被指示为具有等待被访问的缓冲数据、并且所述多个时隙中的所述一个时隙被指示为没有被无线终端设备中的隐藏设备占用，则由所述无线终端设备与作为所述无线终端设备的群的成员的其他无线终端设备竞争对所述多个时隙中的所述一个时隙的访问；以及

由所述无线终端设备在所述多个时隙中的所述一个时隙中将消息传输到所述接入点。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述第二消息是下述中的一个：在所述受限访问窗口内的多个时隙中的一时隙的开始部分中接收的清除发送帧；或者在所述受限访问窗口内的多个时隙中的一时隙内的一时刻处接收的确认帧；以及其中所述第一消息包括所述时隙被分配给所述无线终端设备的信息。

5.如权利要求1所述的方法，其中所述第一消息是信标帧。

6.如权利要求2所述的方法，其中所述第二消息是确认帧或清除发送帧中的至少一个，所述确认帧或清除发送帧包括所述多个时隙中的所述一个时隙的偏移。

7.如权利要求2所述的方法，其中所述第二消息是确认帧或清除发送帧中的至少一个，所述确认帧或清除发送帧包括下述中的至少一个：竞争所述多个时隙中的所述一个时隙的无线设备的数目；或者所述多个时隙中的所述一个时隙的竞争窗口的值。

8.一种用于无线通信的方法，包括：

由无线接入点设备传输第一消息，所述第一消息包括指示多个受限访问窗口的信息，每个受限访问窗口被分配用于关联到所述接入点设备所管理的无线网络的无线终端设备的不同的群；

由所述无线接入点确定：通信信道没有被关联到所述无线网络的无线终端设备中的隐藏设备占用；以及

由所述无线接入点设备在所述多个受限访问窗口中的一受限访问窗口内传输第二消息，所述受限访问窗口被分配给所述无线终端设备是其成员的一群无线终端设备，所述第二消息包括指示所述通信信道为可用的信息。

9.如权利要求8所述的方法，其中所述受限访问窗口包括多个时隙；

由所述无线接入点设备在所述第一消息中传输业务指示图，所述业务指示图包括所述无线终端设备是否具有在所述接入点中等待被访问的缓冲数据的指示；以及

由所述无线接入点设备在所述多个时隙中的一个时隙中从所述无线终端设备接收消息。

10.如权利要求8所述的方法，其中所述第二消息是下述中的一个：在所述受限访问窗口内的多个时隙中的一时隙的开始部分中传输的清除发送帧；或者在所述受限访问窗口内的多个时隙中的一时隙内的一时刻处传输的确认帧；以及其中所述第一消息包括所述时隙被分配给所述无线终端设备的信息。

11.如权利要求8所述的方法，其中所述第一消息是信标帧。

12.如权利要求9所述的方法，其中所述第二消息是确认帧或清除发送帧中的至少一个，所述确认帧或清除发送帧包括所述多个时隙中的所述一个时隙的偏移。

13.如权利要求9所述的方法，其中所述第二消息是确认帧或清除发送帧中的至少一个，所述确认帧或清除发送帧包括下述中的至少一个：竞争所述多个时隙中的所述一个时隙的无线设备的数目；或者所述多个时隙中的所述一个时隙的竞争窗口的值。

14.一种用于无线通信的装置，包括：

至少一个处理器；

存储计算机程序代码的至少一个存储器；

所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置成与所述至少一个处理器一起使所述装置至少：

从接入点设备接收第一消息，所述第一消息包括指示多个受限访问窗口的信息，每个受限访问窗口被分配用于关联到所述接入点设备所管理的无线网络的无线终端设备的不同的群；

在所述多个受限访问窗口中的一受限访问窗口内从所述接入点设备接收第二消息，所述受限访问窗口被分配给所述装置是其成员的一群无线终端设备，所述第二消息包括指示通信信道为可用的信息；以及

基于所述第二消息确定：所述通信信道没有被关联到所述无线网络的无线终端设备中的隐藏设备占用。

15.如权利要求14所述的装置，其中所述受限访问窗口包括多个时隙；

接收所述第一消息中的业务指示图，所述业务指示图包括所述装置是否具有在所述接入点中等待被访问的缓冲数据的指示；以及

检测所述第二消息指示：所述受限访问窗口中的所述多个时隙中的一个时隙没有被关联到所述无线网络的无线终端设备中的隐藏设备占用。

16.如权利要求15所述的装置，还包括：

如果所述装置被指示为具有等待被访问的缓冲数据、并且所述多个时隙中的所述一个时隙被指示为没有被无线终端设备中的隐藏设备占用，则与作为所述装置的群的成员的其他无线终端设备竞争对所述多个时隙中的所述一个时隙的访问；以及

在所述多个时隙中的所述一个时隙中将消息传输到所述接入点。

17.如权利要求14所述的装置，其中所述第二消息是下述中的一个：在所述受限访问窗口内的多个时隙中的一时隙的开始部分中接收的清除发送帧；或者在所述受限访问窗口内的多个时隙中的一时隙内的一时刻处接收的确认帧；以及其中所述第一消息包括所述时隙被分配给所述无线终端设备的信息。

18.如权利要求14所述的装置，其中所述第一消息是信标帧。

19.如权利要求15所述的装置，其中所述第二消息是确认帧或清除发送帧中的至少一个，所述确认帧或清除发送帧包括所述多个时隙中的所述一个时隙的偏移。

20.如权利要求15所述的装置，其中所述第二消息是确认帧或清除发送帧中的至少一个，所述确认帧或清除发送帧包括下述中的至少一个：竞争所述多个时隙中的所述一个时隙的无线设备的数目；或者所述多个时隙中的所述一个时隙的竞争窗口的值。

21.一种用于无线通信的装置，包括：

至少一个处理器；

存储计算机程序代码的至少一个存储器；

传输第一消息，所述第一消息包括指示多个受限访问窗口的信息，每个受限访问窗口被分配用于关联到所述装置所管理的无线网络的无线终端设备的不同的群；

确定通信信道没有被关联到所述无线网络的无线终端设备中的隐藏设备占用；以及

在所述多个受限访问窗口中的一受限访问窗口内传输第二消息，所述受限访问窗口被分配给所述无线终端设备是其成员的一群无线终端设备，所述第二消息包括指示所述通信信道为可用的信息。

22.如权利要求21所述的装置，其中所述受限访问窗口包括多个时隙；

在所述第一消息中传输业务指示图，所述业务指示图包括所述无线终端设备是否具有在接入点中等待被访问的缓冲数据的指示；以及

在所述多个时隙中的一个时隙中从所述无线终端设备接收响应消息。

23.如权利要求21所述的装置，其中所述第二消息是下述中的一个：在所述受限访问窗口内的多个时隙中的一时隙的开始部分中传输的清除发送帧；或者在所述受限访问窗口内的多个时隙中的一时隙内的一时刻处传输的确认帧；以及其中所述第一消息包括所述时隙被分配给所述无线终端设备的信息。

24.如权利要求21所述的装置，其中所述第一消息是信标帧。

25.如权利要求22所述的装置，其中所述第二消息是确认帧或清除发送帧中的至少一个，所述确认帧或清除发送帧包括所述多个时隙中的所述一个时隙的偏移。

26.如权利要求22所述的装置，其中所述第二消息是确认帧或清除发送帧中的至少一个，所述确认帧或清除发送帧包括下述中的至少一个：竞争所述多个时隙中的所述一个时隙的无线设备的数目；或者所述多个时隙中的所述一个时隙的竞争窗口的值。

27.一种计算机可读非暂时性存储介质，其上存储有用于无线通信的计算机程序，所述计算机程序使设备能够执行以下操作：

由所述无线终端设备基于所述第二消息确定所述通信信道没有被关联到所述无线网络的无线终端设备中的隐藏设备占用。